Trong nhiều thế hệ, những nhà thiên văn đã dành những đêm cô đơn tại các đài quan sát ở những ngọn núi xa xôi, nhìn chăm chú vào những vì sao và hành tinh xoay tròn trên bầu trời đêm. Tuy nhiên, thiên văn học ngày nay đang được thực hiện trên quy mô lớn hơn: Những mảng lớn của bộ thu liên tục đưa tín hiệu vào những máy tính siêu tiêu thụ điện, và những chiếc vệ tinh có giá tỷ đô mất nhiều năm để xây dựng và nhiều tấn nhiên liệu tên lửa để phóng lên. Các đài quan sát trên trạm trái đất thế hệ mới sẽ rất lớn, như Kính Viễn Cảnh Siêu Lớn, sẽ vượt qua kích thước của Đấu trường La Mã khi hoàn thành vào năm 2024.
Bây giờ, một số nghiên cứu đang nghĩ đến dấu chân carbon của thiên văn học hiện đại và nhận ra rằng họ, giống như tất cả mọi người khác, có thể phải xem xét cách thức kinh doanh khác nhau để kiểm soát lượng khí thải gây nóng đất. Điều đó có thể bao gồm chuyển sang năng lượng mặt trời, điều này là hợp lý cho các đài quan sát ở Úc hoặc Chile, nơi có bầu trời trong xanh và nhiều nắng. Hoặc nó có thể đồng nghĩa với việc tìm cách tiết kiệm năng lượng khác.
“Chúng ta đã ở vào thời điểm cần phải thực hiện khoa học trên quy mô công nghiệp,” nói Adriaan Schutte, quản lý chương trình cho Dải Kính Vuông Kilometer, hệ thống liên kết của hai kính viễn cảnh radio đang được xây dựng ở Nam Phi và Úc, sẽ cùng nhau bao gồm hàng nghìn bộ thu cá nhân. “Nếu bạn muốn khám phá điều gì đó, bạn sẽ không thể chỉ làm điều này với kính viễn cảnh trong sân sau nhà bạn,” Schutte nói. “Chúng ta đang sử dụng năng lượng quy mô công nghiệp, và bạn cần phải kế hoạch trước cho lượng khí CO2 tăng lên.”
Hôm nay, trong tạp chí Nature Astronomy, một nhóm nhà thiên văn châu Âu đã công bố một ước tính về dấu chân carbon toàn cầu của toàn bộ thiên văn học hiện đại, bao gồm cả đài quan sát trên trạm và ngoại trời. Họ tính toán rằng năng lượng được sử dụng để xây dựng và duy trì cơ sở hạ tầng hiện tại bằng với 1,2 triệu tấn khí CO2 mỗi năm, và dấu chân toàn bộ trong suốt thời kỳ hoạt động là 20,3 triệu tấn. Con số lớn này tương đương với lượng phát thải hàng năm của năm nhà máy nhiệt điện đốt than, theo Máy Tính Tương Đương Khí Nhà Kính của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ.
Ví dụ, Kính Viễn Cảnh Không Gian James Webb mới của NASA, trị giá 9,8 tỷ đô la, đã phóng vào tháng 12 và sẽ trả hình ảnh đầu tiên của nó về Trái Đất vào mùa hè năm nay, sẽ có một dấu chân carbon là 300.000 tấn khí CO2, theo nghiên cứu mới. Điều đó tương đương với việc đốt cháy 1.655 toa hỏa, sử dụng Máy Tính Tương Đương Khí Nhà Kính của EPA. Kính Viễn Cảnh Rất Lớn, có trụ sở tại Paranal, Chile, được ước tính có dấu chân carbon là 540.000 tấn khí CO2 trong suốt 21 năm hoạt động, theo báo cáo của nghiên cứu.
Một số người có thể hỏi tại sao những nhà thiên văn lại quan tâm đến kích thước của dấu chân carbon của họ khi các ngành công nghiệp khác nặng nề hơn. Annie Hughes, một trong số các tác giả của bài báo và là nhà thiên văn viên tại Viện Nghiên cứu Vật lý Học Vũ trụ và Hành tinh (IRAP) của Pháp, nói rằng đây là quan trọng để các nhà khoa học đi đầu với ví dụ. “Nhân loại đang đối mặt với tình trạng khẩn cấp về khí hậu,” Hughes nói trong cuộc họp báo ngày 17 tháng 3. “Bằng chứng khoa học là rõ ràng rằng các hoạt động của con người đang gây biến đổi khí hậu trái đất. Và bằng chứng khoa học cũng rõ ràng rằng chúng ta phải thay đổi sâu sắc hoạt động của mình trong thập kỷ tới. Vì vậy, đối mặt với sự cấp bách như vậy, tôi và các tác giả của bài báo này tin rằng mọi người cần phải hành động ngay bây giờ để giảm lượng khí thải carbon cá nhân và chuyên nghiệp của họ. Điều này bao gồm những nhà thiên văn, giống như mọi người khác.”
Hughes nói rằng những nhà khoa học cần phải thiết lập một ví dụ đạo đức nếu xã hội phần còn lại muốn theo đuổi, nếu không thì “giống như ông bố bạn nói bạn không nên hút thuốc trong khi ông ấy đang hút một điếu thuốc. Tại sao bạn lại đặt lời ông ấy nói một cách nghiêm túc?”
Để tạo ra các con số mới về dấu chân carbon, các tác giả sử dụng các ước tính từ các bài báo trước đó chỉ ra lượng năng lượng tiêu thụ trong quá trình xây dựng (đối với đài quan sát trên trạm) và phóng (đối với đài quan sát ở quỹ đạo), cùng với dự đoán về chi phí năng lượng hoạt động chúng trong suốt tuổi thọ kỳ vọng. Các tác giả cho biết con số của họ là ước tính tốt, nhưng không hoàn hảo. Một số không chắc chắn nảy sinh vì kết quả thay đổi tùy thuộc vào việc các ước tính trước đó được tính bằng cách sử dụng trọng lượng của đối tượng hay chi phí carbon để xây dựng nó. Ví dụ, Kính Viễn Cảnh Không Gian Hubble, đã quay quanh hơn 31 năm, có dấu chân ước tính là 555.000 tấn khí CO2 theo trọng lượng hoặc 1,1 triệu tấn theo chi phí carbon.
Jürgen Knödlseder, giám đốc nghiên cứu tại IRAP và tác giả chính của bài báo, nói rằng các đài quan sát thiên văn ngày càng lớn cả về kích thước và nhu cầu năng lượng. “Có xu hướng tổng quát là cơ sở hạ tầng này trở nên lớn hơn và lớn hơn,” Knödlseder nói. “Vì vậy bạn có thể tưởng tượng rằng mọi thứ sẽ không tốt hơn.”
Không phải ai cũng đồng ý với đánh giá đó. Schutte, người đã giúp thiết kế các kính viễn cảnh Square Kilometer Array trong vòng bảy năm qua, nói rằng có cách để làm cho các đài quan sát lớn trở nên ít tiêu thụ năng lượng. “Cách tốt nhất để không phát thải CO2 là không sử dụng năng lượng,” ông nói.
Ngoài việc lắp đặt các tấm pin mặt trời tại hai địa điểm sa mạc ở Úc và Nam Phi, Schutte nói rằng ông và đội của ông yêu cầu thiết bị điện tử chuyển sang chế độ ngủ khi nó không hoạt động. Họ cũng yêu cầu một mạch máy tính hiệu quả hơn gọi là một cổng chương trình lưới có thể lập trình được cho xử lý dữ liệu, thay vì một đơn vị xử lý đồ họa. Schutte nói rằng nhờ những điều chỉnh hiệu suất này, lượng năng lượng được dự phóng cho hợp đồng cuối cùng của kính viễn cảnh giảm ba lần so với ước tính ban đầu vào năm 2014. “Chúng ta đang đặt giới hạn năng lượng cho từng hệ thống con,” Schutte nói. “Chúng ta viết điều đó vào các hợp đồng.”
Ý tưởng làm cho thiên văn trở nên thân thiện với môi trường đã nảy lên trong vài năm qua. Nghiên cứu năm 2020 của các nhà nghiên cứu về vũ trụ và máy tính ở Úc ước tính dấu chân carbon của các chuyến bay mà những nhà thiên văn của quốc gia này tham gia hội nghị và năng lượng được máy tính siêu vi xử lý sử dụng để xử lý dữ liệu từ vũ trụ. Họ tính toán rằng siêu máy tính thiên văn của Úc đốt cháy 15.000 tấn khí CO2 mỗi năm, hoặc bằng bốn lần so với chuyến đi máy bay của những nhà thiên văn. Tương tự, một nghiên cứu năm 2021 của các nhà nghiên cứu ở Hà Lan tính toán dấu chân carbon của sáu tổ chức thiên văn của quốc gia này là gần 4.900 tấn mỗi năm.
Khảo sát Thập kỷ Vật lý học vũ trụ và Thiên văn năm 2020, thực tế được công bố vào tháng 11 năm 2021 nhờ vào sự trễ do đại dịch, cũng đề cập đến vấn đề môi trường khi đề xuất ưu tiên cho 10 năm tiếp theo của khoa học vũ trụ. Các thành viên trong panel lưu ý rằng công việc của nhà vật lý học vũ trụ điển hình tạo ra từ 20 đến 35 tấn carbon hàng năm, chủ yếu là do di chuyển và tiêu thụ dữ liệu. Họ khuyến nghị các nhà khoa học sử dụng cơ hội quan sát từ xa và hội nghị từ xa hoặc kết hợp, và xem xét việc giảm hoặc giảm thiểu sản xuất carbon khi lập kế hoạch cho các cơ sở mới. Họ khuyến khích các nhà nghiên cứu tham gia vào cuộc thảo luận công cộng về biến đổi khí hậu và sử dụng các lớp thiên văn giới thiệu để tạo ý thức cho sinh viên về vấn đề này. Báo cáo cũng nêu rõ những thất bại trong việc tương tác với cộng đồng địa phương và bản địa khi xây dựng các đài quan sát mới, đặc biệt là Kính Viễn Cảnh Ba Mươi Mét tại Mauna Kea, nơi người dân bản địa Hawaii đã chiến đấu để bảo tồn một đỉnh núi lửa mà họ coi là linh thiêng.
Một số nhà thiên văn tin rằng việc đánh giá về sử dụng năng lượng có thể là điều tốt cho thiên văn học. Travis Rector, giáo sư vật lý và thiên văn tại Đại học Alaska, Anchorage, nói rằng những nhà thiên văn đang tìm cách tiết kiệm năng lượng trong khi khám phá bản chất của vũ trụ. “Chúng tôi muốn là một phần của giải pháp,” Rector nói, người nghiên cứu về quá trình hình thành sao sớm với dữ liệu từ một đài quan sát ở Chile và không liên quan đến nghiên cứu mới. “Mục tiêu lúc này là đầu tiên xác định nơi các nguồn phát thải của chúng tôi đang ở, sau đó tìm cách giảm thiểu những phát thải đó. Chúng tôi đang cố gắng sử dụng cơ hội này để tìm cách chúng tôi có thể làm nghề nghiệp của mình tốt hơn và vẫn tiến bộ trong khoa học của mình.”
Những câu chuyện tuyệt vời khác từ Mytour
- 📩 Những tin tức mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Nhận bản tin của chúng tôi!
- Jacques Vallée vẫn không biết UFO là gì
- Cần phải làm gì để tạo ra cơ sở dữ liệu gen đa dạng hơn?
- TikTok được thiết kế để chiến tranh
- Cách công nghệ mới của Google đọc ngôn ngữ cơ thể của bạn
- Cách mà quảng cáo gia vị theo dõi lịch sử duyệt web của bạn một cách tĩnh lặng
- 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ bằng cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
- 🏃🏽♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để duy trì sức khỏe? Kiểm tra sự lựa chọn của đội ngũ Gear chúng tôi cho những chiếc vòng đeo sức khỏe tốt nhất, trang thiết bị chạy (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất